Hausautomation. mit dem RaspberryPi + FHEM. Dr.-Ing. Dennis Krannich. Bildquelle: busware.de

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1 Hausautomation mit dem RaspberryPi + FHEM Dr.-Ing. Dennis Krannich Bildquelle: busware.de

2 Hausautomation - spart Strom und Heizenergie, - bietet Komfort, Schutz und Sicherheit*, - erzeugt stimmungsvolle Beleuchtung, - erlaubt individuelle Aktionen, - ermöglicht Zutrittssteuerungen,... - abhängig von Zeit, Wetter/Klima, Bewegung,... *Achtung: Versicherungen mögen keinen Eigenbau von Alarmanlagen! 2 Bildquelle: busware.de

3 Erste Schritte 3

4 Was wird benötigt? 1. RaspberryPi (Model B) als 24/7 Server oder Fritz!Box, NAS, PC, MacMini, etc. 2. Interface(s) COC (CC Onewire - Clock) oder CCD (CC Clock - Display) für RaspberryPi CUL (CC USB - Lite), CUNO (CC USB - Network - Onewire), RFXCOM RFXtrx433 transceiver oder herstellerspezifische CCU (Capture/Compare Unit) 3. FHEM Software Freundliche Hausautomation und Energie-Messung 4. Sensoren und Aktoren 5. Winzige Kenntnisse in PERL 4

5 Funksysteme Generell wird zwischen 433 MHz oder 868 MHz unterschieden. Weit verbreitete Systeme sind: - Homematic 868 MHz, bi-direktionale, verschlüsselt, eq3 - FS MHz, verschlüsselt, nur senden oder empfangen, ELV/Conrad - Max 868 MHz, verschlüsselt, eq3 - Intertechno 433 MHz Eine Mischung ist möglich, allerdings wird meistens ein CUL je System benötigt! HM (senden/empfangen) + IT (nur senden) funktionieren mit dem COC. 5

6 Vergleich System Preis Installation Zentrale Routing Bidirectional Telefunken Joonior (ENOCEAN basiert) sehr hoch einfach bis Profi Zentrale mit GSM kein Routing, nur Repeater nein (nur über Zentrale) Siemens Synco Living sehr hoch einfach eigene Zentrale mit Router Modul teilweise XComfort sehr hoch Profi 24h PC erforderlich mit Profiprogrammierung ja ENOCEAN hoch einfach bis Profi 24h PC erforderlich mit Router Modul aktuell nein, später ja HomeMatic mittel einfach eigene Zentrale kein Routing ja FS20 mittel einfach 24h PC erforderlich nur Schaltbefehle mit Router nein (nur über Zentrale) 6

7 Zentrale (CCU) Preis: 150,- Preis: 180,- Preis: 675,- 7

8 RPI + COC + FHEM RasperryPi (Model B) mit FHEM 40,- EdiMax WLAN USB 10,- 16GB SD-Karte 12,- Busware COC 49,- + Antenne 5dBi, Netzteil, Gehäuse 27,- 138,- mehr Flexibilität! 8

9 Hauscode Hauscode = ID des gesamten Systems FS20 8-stellig mit Werten von 1 bis 4 (z. B ) IT 10-stellig mit den Werten 0 oder F Hauscode 4 Bits + Gruppe 4 Bits + Festwert 2 Bits (0F) + Ein (FF) + Aus (F0) Beispiel: FFFFFFFF0F FF F0 Homematic 6-stellig + Kanal mit HEX-Werten Beispiel: (01 = Kanal) 9

10 Bewegungsmelders) definieren. Als Ergebnis sendet fhem ggf. ein separates Funktelegramm mit einer anderen Adresse, auf die ein Aktor angelernt ist und reagiert. Ähnliches gilt, wenn ein Aktor gar nicht von einem physischen Schalter, sondern ausschließlich aus dem Web-Frontend getriggert (engl. ausgelöst ) werden soll: Eine bestimmte Kombination von Hauscode und Tastencode wird an keinem Sensor eingestellt, sondern nur in einem fhem-device definiert, um dann einen Aktor auf das fhem- Pairing Funktelegramm anzulernen, das nach Klick auf on oder off im webfrontend vom CUL gesendet wird. Direkt Indirekt 10 Für indirektes Pairing muss ein Aktor manuell in fhem eingerichtet werden. Hierfür wird der Befehl

11 Pairing 11

12 Pairing sendet Status 12

13 Mein Setup - RasperryPi (Model B) mit FHEM - EdiMax WLAN USB - 16GB SD-Karte - Busware COC mit OneWire, Uhr, EEPROM, Antenne +5dBi, Netzteil, Gehäuse 45,- 10,- 12,- 49,- - Intertechno Funksteckdosen-Set IT ,- - Homematic Sensoren und Aktoren Fenster/Tür-Kontakt 29,- Keymatik 43,- 130,- 13

14 COC 14

15 COC Installation wget busware.tar.gz # make a copy of your running kernel: cp /boot/kernel.img /var/backups/kernel.orig.img # extract the archive: tar -C / -xzvf kernel+boot+modules busware.tar.gz # Check: sudo hwclock 15

16 COC Firmware laden # coc_load.sh rm COC.hex wget culfw/devices/coc/coc.hex?revision=head mv "COC.hex?revision=HEAD" COC.hex 16

17 COC Firmware update # coc_update.sh echo "stopping FHEM" /etc/init.d/fhem stop echo "calling COC bootloader..." if test! -d /sys/class/gpio/gpio17; then echo 17 > /sys/class/gpio/export; fi if test! -d /sys/class/gpio/gpio18; then echo 18 > /sys/class/gpio/export; fi echo out > /sys/class/gpio/gpio17/direction echo out > /sys/class/gpio/gpio18/direction echo 0 > /sys/class/gpio/gpio18/value echo 0 > /sys/class/gpio/gpio17/value sleep 1 echo 1 > /sys/class/gpio/gpio17/value sleep 1 echo 1 > /sys/class/gpio/gpio18/value avrdude -D -p atmega1284p -P /dev/ttyama0 -b c avr109 -U flash:w:coc.hex 17

18 FHEM 18

19 Überblick - Open-Source, herstellerunabhängig und erweiterungsfähig - Kombination verschiedener Funksysteme und (Ein)Draht-BUSse z. B. FS20, Homematic, KNX, HMS, 1-Wire, EnOcean, X10 - umfangreiche Dokumentation (auf englisch und deutsch) - guter Support durch Forum und Wiki - Webbasierte Benutzungsschnittstelle für Desktop und Mobile - Zugriff (für externe Anwendungen) via Telnet - läuft auf unterschiedlichen Platformen - erzeugt Log-Dateien und graphische Auswertungen 19

20 Installation Die Installation von fhem auf dem Raspberry Pi erfolgt über das entsprechende Debian-Package. Lediglich das Perl-Modul "Serialport" wird benötigt. 20

21 Vorbereitungen sudo nano /boot/cmdline.txt # remove all references (struck through) dwc_otg.lpm_enable=0 console=ttyama0, kgdboc=ttyama0, console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait sudo nano /etc/inittab # comment out getty-references # Spawn a getty on Raspberry Pi serial line # T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyama vt100 sudo reboot 21

22 FHEM Installation sudo apt-get install perl libdevice-serialport-perl wget dpkg -i fhem-5.4.deb 22

23 Planung Welche Geräte sollen geschaltet bzw. gesteuert werden? Wo befinden sich diese Geräte und in welcher Struktur lassen sie sich zusammenfassen (Etage, Zimmer)? Wo sollen die Sensoren platziert werden? Wo befindet sich der RPI? Welche Gruppen sollen gemeinsam geschaltet werden? 23

24 Planung - Geräte (define + attr) - Strukturen (structure) - Räume (room) - Gruppen (group) - Zeitsteuerung (timer) - Notifications (notify) - Aktionen (via dummy + notify) - Sequenzen (sequence) 24

25 Konfiguration Die Konfiguration erfolgt über die Datei fhem.cfg Es empfiehlt sich die Raum- und Hausstruktur auch auf Dateiebene abzubilden (via include) /opt/fhem/fhem.cfg /opt/fhem/mycfg/room_eingangsbereich.cfg /opt/fhem/mycfg/room_kueche.cfg /opt/fhem/mycfg/alarmanlage.cfg /opt/fhem/mycfg/wetter.cfg 25

26 Spielereien 26

27 Benachrichtigungen Senden von Mitteilungen per oder Push-Notifications

28 Bewegungserkennung IPCAM im Eigenbau mit USB-Kamera + RPI Motion by Lavrsen %3Fv%3D7jJfuP7YgPA 28

29 Anwesenheit prüfen - via PING-Checks im gesamten WLAN - Aktivitätsprüfung auf der Fritz!Box - Bluetooth Checks in der gesamten Wohnung - eigene Perl-Funktion Das PRESENCE-Modul ermöglicht die Anwesenheitserkennung. 29

30 Floorplan 30

31 Sprachsteuerung Komplettes SD Image mit FHEM + SiriProxy

32 TV + Hifi-Verstärker Steuern von Lautstärke, Kanälen, Titeln, etc. Unterschiedliche Layouts 32

33 Apps

34 Literatur 34

35 Wichtige Links

36 Das war s. Fragen Dr.-Ing. Dennis Krannich Fon: MZH 8130 Bildquelle: thevarguy.com

37 Demo 37

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